Libmonster ID: UA-2487

Заглавие статьи ЛИТИЙ-ИОННЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ ИЗ СИБИРИ
Автор(ы) Марина ХАЛИЗЕВА
Источник Наука в России,  № 3, 2012, C. 45-51

Марина ХАЛИЗЕВА, журналист

Компания "Лиотех", созданная в 2010 г. корпорациями "Роснано" (Россия) и "Thunder Sky Group Limited" (Китай), запустила в 12 км от г. Новосибирска первый в нашей стране и крупнейший в мире завод по производству литий-ионных аккумуляторов для транспорта и накопителей энергии. Его мощности - 1 ГВт * ч - хватит на то, чтобы ежегодно выпускать 1 млн. высокоемких батарей и оснащать ими свыше 5 тыс. электробусов.

Инвестиционный проект, в который основатели "Лиотеха" вложили почти 14 млрд. руб., стал едва ли не самым масштабным в постсоветской истории региона. Заводской комплекс площадью ~40 000 м (из них 38 тыс. - производственная зона), построенный в рекордные сроки (за 9 месяцев) на территории Промышленно-логистического парка "ПНК-Толмачево", оснащен четырьмя автоматическими линиями компании "Thunder Sky". Гибкие модульные системы можно легко перенаст-

стр. 45

раивать с учетом интересов потребителей и внедрения новых разработок. Здесь будут выпускать три основные модели аккумуляторов номинальной емкостью 200, 300 и 700 А • ч (ампер-часов), пригодных для всех типов электромобилей, в том числе грузовых и пассажирских, с дальнейшим расширением номенклатуры изделий для спецтранспорта, энергетики, накопителей разного типа - от 2 кВт до 100 МВт. "Начиная этот проект, мы понимали, что все существующие производства в нашей стране, связанные с аккумуляторной промышленностью, позавчерашние, - сказал во время официального открытия завода глава "Роснано" Анатолий Чубайс. - Мы отстали, и было ясно, что нужен масштабный прорывной проект, переводящий данную индустрию на новый технологический уровень". По его словам, новосибирский производственный комплекс - один из лучших в мире, поскольку здесь внедрена самая продвинутая технология изготовления литий-ионных аккумуляторов.

Поставщиком комплектующих и сырья выступила китайская сторона, но уже к 2014 г. производство будет ориентировано исключительно на российские разработки. Именно это обстоятельство и предопределило выбор региона для размещения завода. Новосибирск - город с высоким научным и кадровым потенциалом, превосходящий другие сибирские регионы по числу организаций, занимающихся выпуском интеллектуальных продуктов. В его Академгородке сосредоточены институты, имеющие опыт создания компонентов энергоемких батарей. Рядом - Новосибирский завод химконцентратов - единственный в стране, где производят литий и его соединения. В перспективе именно он будет поставлять "Лиотеху" сырье.

Корпорация "Роснано" тщательно подходила к выбору зарубежных партнеров. Литий-ионные аккумуляторы появились на мировом рынке химических источников тока в конце 1990-х годов. Выпускают их, главным образом, в США, Канаде и странах Юго-Восточного региона. Китайская компания "Thunder Sky Group Limited" - один из мировых лидеров серийного производства литий-ионных батарей большой емкости. За ее плечами - свыше 10 лет работы в данной области и запатентованная технология "Thunder Sky", которая, по условиям сделки, была перенесена на новосибирскую площадку.

При производстве аккумуляторов здесь используют катод сложной архитектуры, изготовленный из наноразмерного композиционного материала на основе литий-ферро-фосфата (LiFePO4) - лучшего на сегодняшний день по химической и структурной устойчивости.

Напомним, до недавнего времени в коммерческих аккумуляторах в качестве положительного электрода (катода) применяли кобальтит лития (LiCoO2). Он был создан и запатентован еще в 1980 г. американским физиком из Техасского университета Джоном Гуденафом. С его помощью удалось совершить революцию в технологиях хранения электроэнергии. Но LiCoO2 имел существенные недостатки: высокую стоимость, токсичность и, главное, склонность к самовозгоранию, а потому не мог отвечать главному требованию автопроизводителей к аккумуляторам - безопасности при перегреве и экстремальном режиме эксплуатации. Ситуация изменилась в 1996 г., когда тот же Гуденаф предложил другое соединение - литий-ферро-фосфат (LiFePO4) - дешевый, стабильный катодный материал, идеально подходящий для использования в качестве источника энергии. Лишь один недостаток - низкая электропроводность - мешал широкому внедрению LiFePO4 в практику. Сделать из этого соединения коммерчески привлекательный продукт помогли нанотехнологии.

стр. 46

Схема работы литий-ионного аккумулятора.

В начале XXI в. канадский физик Мишель Арманд доказал: если размер входящих в его состав железо-фосфатных частиц уменьшить до десятков нанометров и нанести на поверхность LiFePO4 слой углеродного покрытия, то получится композит с высокой электронной проводимостью. Кристаллическая структура такого соединения практически не подвержена износу и внутренним трансформациям. Именно этот перспективный для электротранспорта материал лежит в основе технологии "Thunder Sky". Созданные на его базе аккумуляторы имеют существенные преимущества по сравнению с мировыми аналогами: отсутствие эффекта памяти после многочисленных циклов зарядки и разрядки, возможность заряда большими токами за 20 мин до 70%-ной емкости, широкий температурный диапазон эксплуатации (от -45°С до +65°С), надежность и безопасность, подтвержденные международными сертификатами.

Новый завод - удачный пример трансфера зарубежных высоких технологий, привлечения иностранных инвестиций в отечественное наукоемкое производство, создания новых рабочих мест. При выходе предприятия на проектную мощность здесь будут трудиться свыше 500 человек. Продукция индустриального гиганта уже имеет гарантированный рынок сбыта на ближайшие 4 года: "Thunder Sky" планирует выкупать большую ее часть для исполнения контрактов с китайскими производителями машин. Дело в том, что правительство Поднебесной решило к 2015 г. перевести на электродвигатели 25% общественного транспорта - это свыше 1 тыс. автобусов в каждом крупном городе. К тому моменту в стране планируют производить до 500 тыс. электромобилей в год. Однако несмотря на грандиозные планы партнеров, завод в Новосибирске постепенно будет переходить на производство батарей прежде всего для нужд российского рынка, причем к 2014 г., напомним, китайские технологии и сырье заменят сибирскими разработками и комплектующими.

Для этих целей "Роснано" параллельно реализует еще один проект по запуску в серийное производство нового материала для аккумуляторов, разработанного специалистами Института химии твердого тела и механохимии СО РАН (научный руководитель кандидат химических наук Нина Косова). Они предложили энергосберегающий и экологически чистый механохимический метод получения композиционного соединения LiFePO4/C, основанный на поверхностном модифицировании катодных материалов наноразмерными оксидами с помощью активаторов. Предлагаемый процесс производства, отмечают раз-

стр. 47

работники, осуществляется на воздухе и не требует специальных дорогостоящих установок. Получаемые в результате нанокомпозиты превосходят по ряду параметров (емкостные и мощностные характеристики, уменьшение скорости деградации при циклировании и хранении, устойчивость к перезаряду) зарубежные аналоги, в том числе китайский, применяемый для производства батарей "Thunder Sky". Их внедрение обеспечит работоспособность аккумуляторов при высоких скоростях заряда-разряда и достижение разрядной емкости 150 - 160 мА*ч в год. Как утверждает в интервью изданию "PBKdaily" директор Института химии твердого тела и механохимии СО РАН, член-корреспондент РАН Николай Ляхов, низкие временные и энергозатраты на процесс производства, недорогие исходные реагенты, экологические преимущества (отсутствие сточных вод) делают LiFePO4/C наиболее перспективным для использования в гибридных авто- и электромобилях, где большое значение имеют цена и безопасность. "Роснано" вложит в инновации наших химиков почти миллиард рублей.

стр. 48

Поставщиком катодной массы и ключевых компонентов лития будет Новосибирский завод химконцентратов, где успешно функционирует опытно-промышленная установка для их получения. Вместе с тем намечено и новое строительство: на промплощадке уже определили место для завода катодного материала мощностью 3500 т в год. Вообще же программа импортозамещения предусматривает концентрацию вокруг "Лиотеха" кластера высокотехнологичных производств с исследовательским центром по разработке и коммерциализации российских нанотехнологических продуктов в области источников тока.

Начиная с этого года завод будет наращивать объемы производства. В 2012 г., по оценке главы "Роснано", его выручка составит 9 - 10 млрд. руб., а к 2015 г. она увеличится до 35 - 40 млрд. руб. Если "Лиотех" реализует заявленные планы развития, то его доля на российском рынке производства аккумуляторов составит 60%, а на мировом - 10 - 15%, заявил Чубайс в Новосибирске. Фактически предприятие может стать системообразующим для региона.

Необходимость внедрения электротранспорта в повседневную жизнь очевидна: стоимость его обслуживания и эксплуатации существенно ниже по срав-

стр. 49

нению с автомобилями на двигателях внутреннего сгорания. На зарядку аккумулятора большого электробуса потребуется всего 150 - 200 тыс. руб. в год при его эксплуатационном ресурсе не менее 600 тыс. км пробега, в то время как топливо для его "собрата" обойдется в 750 - 800 тыс. руб. при среднегодовом пробеге 80 тыс. км. При этом средств на обслуживание электробуса нужно почти на 30% меньше. Однако самый веский аргумент в пользу развития этого вида транспорта - его экологичность, способность значительно улучшать состояние окружающей среды мегаполисов. По расчетам специалистов, перевод автобусов и грузового парка в крупных городах на электрическую тягу может снизить выбросы вредных веществ в атмосферу почти на 50%. Вот почему так заинтересованы в продукции "Лиотеха" власти Москвы, Санкт-Петербурга, Новосибирска, Казани, Ставрополя и других крупных городов нашей страны. Первый контракт на поставку новых аккумуляторов на сумму 3 млрд. руб. подписан с компанией "Мобэл" (Республика Татарстан). Есть соглашение с Москвой: 100 автобусов с электроприводом от батарей на литий-ионных аккумуляторах придут в столицу уже в 2012 г., еще 1000 - в следующем году.

Правительство Первопрестольной также рассчитывает получить от инженеров "АвтоВАЗа" (Тольятти, Самарская область) - ведущего российского производителя легковых машин - первый отечественный электромобиль с поэтическим названием "ElLada" для расширения столичного таксомоторного парка. С появлением литий-ионных аккумуляторов нового поколения у автомобильного гиганта появился отличный шанс сделать эту разработку коммерчески успешной. Свое детище - один из двух существующих на данный момент экземпляров - концерн впервые представил на московском Международном форуме "Роснанотех" в октябре 2011 г. "ElLada" использует шасси и кузов "Калины"-универсала. Десятая часть веса электромобиля (1215 кг) приходится на блок литий-ферро-фосфатных аккумуляторов. В силовую систему также входит 60-киловаттный электродвигатель и редуктор. Срок службы батарей, заверяют разработчики, может достигать 3000 циклов заряда-разряда. Одним словом, если заряжать машину раз в день, то аккумулятора хватит на 8 лет (450 - 500 тыс. км пробега). "Заправить" машину можно будет от обычной розетки (220 В, 16А, 50 Гц) за 8 ч. Средняя стоимость зарядки в нашей стране составит 80 - 90 руб. Такие батареи обеспечат 160- 170 км автономного хода. Чтобы разогнаться со старта до 100 км, "железному коню" потребуется 13 с, а максимальная скорость будет ограничена 140 км/ч.

О стоимости электромобиля в концерне пока не говорят, поскольку для его массового производства в нашей стране необходима соответствующая инфраструктура, которая пока не создана. Но представители "АвтоВАЗа" полагают, что цена "ElLada" будет сопоставима с зарубежными аналогами: 1 - 1,5 млн. руб., впрочем, при хорошем спросе она может быть и ниже.

Однако есть еще одна отрасль промышленности, где литий-ионные аккумуляторы будут завоевывать все более сильные позиции, - электроэнергетика. Отличающиеся высоким КПД (95 - 99%), они могут служить сетевым накопителем энергии, незаменимым для покрытия суточных и сезонных пиков потребления электроэнергии, а также резервным источником питания.

В январе 2012 г. в Москве проходил международный Гайдаровский форум, на котором обычно обсуждают главные стратегические задачи российской экономики. Госкорпорация "Роснано", демонстри-

стр. 50

ровавшая тут новаторские разработки в области нанотехнологий, представила макет бытового накопителя энергии на основе литий-ионных аккумуляторов компании "Лиотех", способного запасать электроэнергию, забирая ее из энергетической сети в период избыточной генерации (ночью), а при дефиците (днем) "выдавать" ее обратно с заданными параметрами. По сравнению с дизель-генераторными установками или источниками бесперебойного питания на базе свинцово-кислотных батарей эти накопители экологичны и безопасны в эксплуатации, занимают мало места и не требуют специального обслуживания. Не случайно Научно-технический совет госкорпорации "Олимпстрой" принял решение применять литий-ионные аккумуляторы новосибирской компании в составе накопителей энергии и источников бесперебойного питания на объектах Олимпиады-2014 в Сочи.


© elibrary.com.ua

Permanent link to this publication:

https://elibrary.com.ua/m/articles/view/ЛИТИЙ-ИОННЫЕ-АККУМУЛЯТОРЫ-ИЗ-СИБИРИ

Similar publications: LRussia LWorld Y G


Publisher:

Валентин ПротопоповContacts and other materials (articles, photo, files etc)

Author's official page at Libmonster: https://elibrary.com.ua/CashBack

Find other author's materials at: Libmonster (all the World)GoogleYandex

Permanent link for scientific papers (for citations):

ЛИТИЙ-ИОННЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ ИЗ СИБИРИ // Kiev: Library of Ukraine (ELIBRARY.COM.UA). Updated: 13.08.2014. URL: https://elibrary.com.ua/m/articles/view/ЛИТИЙ-ИОННЫЕ-АККУМУЛЯТОРЫ-ИЗ-СИБИРИ (date of access: 02.12.2021).


Comments:



Reviews of professional authors
Order by: 
Per page: 
 
  • There are no comments yet
Related topics
Publisher
1984 views rating
13.08.2014 (2668 days ago)
0 subscribers
Rating
0 votes
Related Articles
А вообще весь этот кейс с комиками во власти заставил понять, что киношный сценарий разительно отличается от реальной большой политики, где побеждает трезвый, незамутненный запрещенными веществами ум, холодный расчет и опыт – как обязательные составляющие личности, дерзающей определять путь миллионов человек.
Catalog: Разное 
2 days ago · From Naina Kravetz
Когда менять резину на зимнюю в 2021 году?
2 days ago · From Україна Онлайн
Запрещает ли PayPal азартные игры?
Catalog: Экономика 
3 days ago · From Україна Онлайн
IN THE INTERESTS OF ENERGY STABILITY
8 days ago · From Україна Онлайн
Аварии на топливе Westinghouse случались и ранее, начиная с 1979 года, когда произошла крупнейшая в истории США авария на АЭС Три-Майл-Айленд, в результате которой зафиксировано расплавление 50% активной зоны реактора. Далее Westinghouse делала попытки торговать с Чехией, однако опасные эксперименты по замене оригинального топлива окончились досрочной его выгрузкой из 1-го энергоблока АЭС Темелин в январе 2007 года, по причине его сильной деформации. Вышедшие из строя вэстингхаусовские тепловыводящие сборки на 3-м энергоблоке Южно-Украинской АЭС были в экстренном порядке заменены на стандартные ТВЭЛовские.
Catalog: Экология 
9 days ago · From Naina Kravetz
HISTORY OF ROADS AND GROUND TRANSPORT ACCORDING TO ARCHEOLOGICAL DATA
Catalog: История 
11 days ago · From Україна Онлайн
BASIC UNIT FOR THE AMERICAN ACCELERATOR
11 days ago · From Україна Онлайн
TRANSITION TO CONTROLLED EVOLUTION OF THE BIOSPHERE
Catalog: Биология 
11 days ago · From Україна Онлайн
DEVONIAN PALEOSOILS OF THE ANDOMA MOUNTAIN
11 days ago · From Україна Онлайн
Безопасно ли брать кредит в Интернете?
Catalog: Экономика 
12 days ago · From Україна Онлайн

Actual publications:

Latest ARTICLES:

ELIBRARY.COM.UA is an Ukrainian library, repository of author's heritage and archive

Register & start to create your original collection of articles, books, research, biographies, photographs, files. It's convenient and free. Click here to register as an author. Share with the world your works!
ЛИТИЙ-ИОННЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ ИЗ СИБИРИ
 

Contacts
Watch out for new publications: News only: Chat for Authors:

About · News · For Advertisers · Donate to Libmonster

Ukraine Library ® All rights reserved.
2009-2021, ELIBRARY.COM.UA is a part of Libmonster, international library network (open map)
Keeping the heritage of Ukraine


LIBMONSTER NETWORK ONE WORLD - ONE LIBRARY

US-Great Britain Sweden Serbia
Russia Belarus Ukraine Kazakhstan Moldova Tajikistan Estonia Russia-2 Belarus-2

Create and store your author's collection at Libmonster: articles, books, studies. Libmonster will spread your heritage all over the world (through a network of branches, partner libraries, search engines, social networks). You will be able to share a link to your profile with colleagues, students, readers and other interested parties, in order to acquaint them with your copyright heritage. After registration at your disposal - more than 100 tools for creating your own author's collection. It is free: it was, it is and always will be.

Download app for smartphones